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Universidade Federal da Bahia |
Repositório Institucional da UFBA
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufba.br/handle/ri/41052
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Campo DCValorIdioma
dc.creatorFerreira, Danilo Silva-
dc.date.accessioned2025-01-31T16:57:31Z-
dc.date.available2025-01-31-
dc.date.available2025-01-31T16:57:31Z-
dc.date.issued2024-08-09-
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufba.br/handle/ri/41052-
dc.description.abstractThe presence of produced water in association with oil represents one of the most significant challenges faced by the oil and gas industry. Although conventional physical methods, such as heating and the application of electric fields, are effective in promoting oil dehydration, the high operational costs associated with intensive energy consumption justify the use of demulsifiers. These chemical agents work synergistically with physical processes, reducing energy consumption. However, the effectiveness of these additives depends on specific conditions, such as component ratios, process temperature, and formulation concentration. The determination of these optimal conditions is traditionally conducted through trial and error experimentation, often leading to costly and time-consuming results. To address these limitations, the present study employs a Design of Experiments (DOE) approach as a methodological tool for the systematic design and execution of demulsification tests, facilitating a more efficient and cost-effective process analysis. Two sequential experimental designs were implemented. The first involved a mixture design aimed at determining the optimal proportions of formulation components, which included two commercial demulsifiers: an EO/PO copolymer (ethylene oxide/propylene oxide) and alkoxylated resin, with xylene used as a diluent. Subsequently, additional demulsification tests were designed based on a 2² factorial design to determine the optimal temperature and concentration conditions for maximizing demulsification efficiency. Efficiency was assessed using the Bottle Test, in which the mixture design tests were conducted under fixed operational conditions recommended by the reagent suppliers, utilizing 300 ppm of demulsifiers at a temperature of 75 ºC. For factorial design, operational conditions were evaluated within temperature ranges of 55 ºC to 75 ºC and demulsifier concentrations from 300 ppm to 900 ppm. Based on the results obtained from the Bottle Test, two statistically significant mathematical models were developed. The highest water separation efficiency (91.02%) was achieved with Formulation J, which consisted of 67% alkoxylated resin, 17% EO/PO copolymer, and 17% xylene. In the 2² factorial design, the optimal operational conditions for this formulation were identified at a concentration of 300 ppm and a temperature of 75 ºC, resulting in a water separation efficiency of 91.34%.pt_BR
dc.description.sponsorshipPrograma de Formação de Recursos Humanos da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (PRH36-ANP)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal da Bahiapt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectPlanejamento de experimentospt_BR
dc.subjectDesemulsificantept_BR
dc.subjectEmulsões água em óleopt_BR
dc.subjectResina alcoxiladapt_BR
dc.subjectCopolímero EO/POpt_BR
dc.subject.otherDesign of Experimentspt_BR
dc.subject.otherDemulsifierpt_BR
dc.subject.otherWater in Oil emulsionspt_BR
dc.subject.otherAlkoxylated resinpt_BR
dc.subject.otherEO/PO Copolymerpt_BR
dc.titleAvaliação da eficiência de desemulsificantes na quebra de emulsões de petróleo utilizando técnicas combinadas de planejamentos de misturas e fatorialpt_BR
dc.title.alternativeEvaluation of the efficiency of demulsifiers in breaking petroleum emulsions using combined mixture and factorial design methodspt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Quimica (PPEQ) pt_BR
dc.publisher.initialsUFBApt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICApt_BR
dc.contributor.advisor1Santos, Luiz Carlos Lobato dos-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8891045064075199pt_BR
dc.contributor.advisor2Pereira, Kleberson Ricardo de Oliveira-
dc.contributor.advisor2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8520516535328670pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Simonelli, George-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3421092159521710pt_BR
dc.contributor.referee1Santos, Luiz Carlos Lobato dos-
dc.contributor.referee2Pereira, Kleberson Ricardo de Oliveira-
dc.contributor.referee3Simonelli, George-
dc.contributor.referee4Galvão, Hannah Lícia Cruz Galvão-
dc.contributor.referee5Góis, Luiz Mário Nelson de-
dc.contributor.referee5Latteshttp://lattes.cnpq.br/6362865810706974pt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/1797906608670569pt_BR
dc.description.resumoA presença de água produzida associada ao petróleo representa um dos maiores desafios enfrentados pela indústria de óleo e gás. Embora os métodos físicos convencionais baseados em aquecimento e aplicação de campo elétrico sejam eficazes para promover a desidratação do óleo, os altos custos operacionais associados ao intenso consumo de energia justificam o uso de desemulsificantes. Esses, por sua vez, agem em sinergia aos processos físicos e reduzem o consumo energético. Para tanto, esses aditivos devem estar em condições específicas, como proporção de componentes, temperatura de processo e concentração da formulação. A investigação destas condições é predominantemente realizada por tentativa e erro, resultando em uma obtenção dispendiosa das conclusões do processo. Visando superar essas limitações, neste trabalho adotou-se uma abordagem baseada no Planejamento de Experimentos (DOE – do inglês Design of Experiments) como ferramenta metodológica para o projeto e condução dos ensaios de desemulsificação, permitindo uma análise sistemática e econômica do processo. Foram desenvolvidos dois projetos de experimentos sequenciais, em que o primeiro consistiu em um planejamento de misturas, com interesse em identificar as melhores proporções dos componentes da formulação, sendo estes dois desemulsificantes comerciais das classes químicas Copolímero EO/PO (Óxido de Etileno/Óxido de Propileno) e Resina Alcoxilada, além de xileno como diluente. Posteriormente, novos ensaios de desemulsificação foram projetados a partir do planejamento fatorial 2², visando determinar as melhores condições de temperatura e concentração para a eficiência de desemulsificação. A eficiência foi avaliada através do Teste da Garrafa, em que, para o planejamento de misturas, os ensaios foram realizados em condições operacionais fixas recomendadas pelos fornecedores dos reagentes, utilizando-se 300 ppm de desemulsificantes a 75 ºC. No planejamento fatorial 2², as condições foram avaliadas considerando faixas de temperatura entre 55 ºC e 75 ºC, e concentrações de 300 ppm a 900 ppm. A partir dos resultados obtidos no Teste da Garrafa, foram desenvolvidos dois modelos matemáticos estatisticamente significantes. Observou-se que a Formulação J, composta por 67% de Resina alcoxilada, 17% de Copolímero EO/PO e 17% de Xileno, exibiu a maior eficiência de separação de água, cerca de 91,02%. No planejamento fatorial, a melhor condição operacional desta formulação foi identificada na concentração de 300 ppm e temperatura de 75 ºC, atingindo uma eficiência de separação de 91,34%.pt_BR
dc.publisher.departmentEscola Politécnicapt_BR
dc.type.degreeMestrado Acadêmicopt_BR
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